手持式管體缺欠測量模板設計

唐 盛，張亞葛，何亞軍

（上海寶世威石油鋼管制造有限公司，上海200941）

手持式管體缺欠測量模板設計

唐 盛，張亞葛，何亞軍

（上海寶世威石油鋼管制造有限公司，上海200941）

針對鋼管外觀檢測中目前使用的測量方法誤差較大的情況，設計加工了一種輔助測量模板，并在生產(chǎn)現(xiàn)場進行實際使用。結(jié)果表明，所設計的輔助測量模板具有較大的移動空間，測量時更容易避開測量點附近的波浪紋、輥痕等的影響，保證了測量結(jié)果的準確性。該模板可直接用于鋼管的形狀偏差包括噘嘴、扁平塊、摔坑以及焊縫尺寸和錯邊的測量，也可以用于小直徑鋼管焊縫高度、錯邊量的精確測量。

焊管；外觀檢測；測量模板；誤差

在鋼管外觀檢測中，要求測量的形狀偏差包括噘嘴、扁平塊、摔坑以及焊縫尺寸和錯邊等。目前使用的測量方法限于鋼管表面狀態(tài)以及人員操作手法的差異而使得測量誤差較大。為了有效提高測量的準確性，設計加工了一種輔助測量模板，并在生產(chǎn)現(xiàn)場進行了實際使用。

1 鋼管外觀檢測測量現(xiàn)狀

1.1 噘嘴和扁平塊測量

噘嘴和扁平塊是螺旋縫鋼管生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的兩種形狀偏差，標準要求采用模板測量其大小，常用測量工具如圖1所示。鋼管生產(chǎn)企業(yè)通常檢測的是外噘嘴，測量方式如圖2所示。該方法操作較簡便和直觀，但只適合測量焊縫修磨后的管端。且鋼管直徑較小時，操作不太方便，也不便測量管體和焊縫上的摔坑或凸起。

1.2 焊縫高度測量

鋼管生產(chǎn)企業(yè)常會采用焊接檢驗尺或深度游標卡尺來測量焊縫的高度，測量方式如圖3所示。利用這些工具測量鋼管的焊縫，尤其是在測量小直徑鋼管焊縫時會出現(xiàn)誤差較大的現(xiàn)象，特別是測量小直徑鋼管的內(nèi)焊縫時產(chǎn)生的誤差會更大。

圖1 舊式噘嘴測量工具

圖2 焊縫外噘嘴測量實例

圖3 焊縫高度測量實例

2 存在問題

弧形噘嘴規(guī)受限于操作方式（從鋼管內(nèi)表面測量），只適合用于管端噘嘴或扁平塊的測量，難以測量管體尤其是小直徑鋼管管體的形狀偏差。

焊接檢驗尺和深度游標卡尺適合平板對接焊縫的直接測量，而對于鋼管，接觸面是弧形，測量人員較難把握測量工具是否處于正確的方向，尤其是小直徑鋼管，其表面形狀的影響更大。

3 解決方案

3.1 輔助測量模板的設計

設計加工一個輔助的測量模板，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。該模板與深度游標卡尺搭配可以實現(xiàn)對多項尺寸的準確測量。模板通過機械加工制作而成，因其加工精度遠遠高于測量精度要求（現(xiàn)行標準對鋼管尺寸測量一般要求精確到0.1 mm），其加工誤差對測量值的影響可以忽略。

圖4 輔助測量模板結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 形狀偏差的測量

形狀偏差的測量方法如圖5所示。測量管端噘嘴和扁平塊時，中心線對準待測位置，主尺與中心線重合。將主尺頂端落在焊縫旁，若焊縫完全磨平，可直接落在焊縫上，讀數(shù)與理想圓弧的讀數(shù)差即為偏差值。理想圓弧讀數(shù)值d0計算見式（1），圓弧測量值參照表1。

式中：R—鋼管公稱半徑；

d—如圖4所示 。

圖5 形狀偏差測量示例

表1 圓弧測量值參照表

當管體存在摔坑時，模板可平行管軸放置，此時主尺讀數(shù)與d的差值即為摔坑深度，測量方法如圖6所示。用該方法可以測量長度不超過模板長度的管體摔坑和焊縫區(qū)域摔坑。另外，該方法還可以在焊管崗位實現(xiàn)噘嘴的快速測量，測量時模板平行管軸放置，只需要將主尺落在焊縫旁，此時主尺讀數(shù)與d的差值即為噘嘴，而這些尺寸用弧形模板是難以測量的。

圖6 摔坑測量示例

3.3 焊縫高度的測量

焊縫高度測量方法如圖7所示。主尺分別落在焊縫旁和焊縫最高點，兩次讀數(shù)之差即為焊縫高度。如果將主尺分別落在焊縫兩側(cè)，兩次讀數(shù)之差即為錯邊量。在此過程中，模板保持固定不動，其中心線對準焊縫中部即可。因為深度游標卡尺在移動過程中其基準面始終固定，因此可保證測得的數(shù)據(jù)準確可靠。

圖7 焊縫高度測量示例

4 結(jié) 論

設計的輔助測量模板可直接用于鋼管焊縫噘嘴，管體、焊縫摔坑的測量，也可以用于小直徑鋼管焊縫高度、錯邊量的精確測量。相比于常用的焊縫測量工具，該測量工具有較大的移動空間，測量時更容易避開焊縫附近的波浪紋、輥痕等的影響，保證了測量結(jié)果的準確性。

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［6］閻蔭棠.幾何量精度設計與檢測[M].北京：機械工業(yè)出版社，1996.

［7］孫玉芹，袁夫彩.機械精度設計基礎[M].北京：科學出版社，2003.

［8］楊沿平.機械精度設計與檢測技術基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

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［10］程二九.計量器具使用與維護[M].合肥：中國科學技術大學出版社，2014.

Handheld Tube Body Imperfection Measuring Template Design

TANG Sheng，ZHANG Yage，HE Yajun
（Shanghai BSW Petro-Pipe Co.,Ltd.,Shanghai 200941,China）

At present,in consideration of some bigger measurement errors existed in steel pipe surface measurement methods,a kind of aided measure template was designed and machined,and it was used in production site.The results indicated that the designed handheld measure template is with larger moving space;it is easier to avoid the influence of raised grain,roll marks etc.near the measurement points,which ensured the accuracy of the measurement results.This measure template not only can directly measure steel pipe shape deviation,including peak,flat spots,dents,weld size and offset,but also accurately measure weld height and offset of small diameter steel pipe.

welded pipe;appearance inspection;measure template;deviation

TG411.7

B

1001－3938（2015）05-0040-03

唐 盛（1977—），男，助理工程師，主要從事焊接鋼管檢驗檢測工作。

2014－12－30

謝淑霞